Telescópio espacial (JWST) sonda química em torno de uma estrela recém-nascida

As origens das moléculas orgânicas que podem criar ingredientes adequados para o nascimento da vida estão começando a ser reveladas pelo Telescópio Espacial James Webb.

Imagem em cores falsas obtida pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) de uma protoestrela (região laranja no canto superior esquerdo; uma protoestrela diferente da do presente estudo). O JWST usa instrumentos infravermelhos para estudar como as protoestrelas moldam a química das nuvens geladas (wisps azuis). © 2023 NASA, ESA, CSA 

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) está programado para transformar a compreensão dos astrônomos sobre a química de estrelas recém-formadas, com uma análise dos pesquisadores do RIKEN dos primeiros resultados mostrando que ele pode detectar moléculas orgânicas complexas nas nuvens de gás e gelo que cercam um recém-nascido estrela 1 . 

Uma protoestrela é uma estrela recém-formada que ainda se alimenta de um envelope de matéria em queda que a gerou. Esses envelopes hospedam reações químicas que transformam blocos de construção químicos simples em moléculas orgânicas mais complexas, que podem ser os precursores das moléculas necessárias para o surgimento da vida. 

Os pesquisadores suspeitam que essas moléculas orgânicas complexas são formadas em reações químicas que ocorrem nas superfícies dos grãos de gelo. À medida que a estrela aquece as moléculas, elas saem do gelo e se misturam com o gás ao seu redor. 

“Queremos obter provas definitivas de tais caminhos de formação”, diz Yao-Lun Yang do RIKEN Star and Planet Formation Laboratory. “E o JWST oferece a melhor oportunidade para isso.” 

Lançado em dezembro de 2021, o JWST fica a cerca de 1,5 milhão de quilômetros da Terra. Yang, junto com os colegas do RIKEN, Yuki Okoda e Nami Sakai, e membros da equipe CORINOS, usaram dados do Mid-Infrared Instrument (MIRI) do telescópio, adquiridos em julho de 2022, para estudar uma protoestrela muito jovem. 

Quando as moléculas absorvem certas frequências de luz infravermelha, elas se estendem e se dobram de maneiras diferentes, dependendo de suas estruturas. Como cada tipo de molécula absorve a luz infravermelha em um conjunto característico de frequências, o espectro infravermelho detectado pelo MIRI pode identificar quais moléculas estão presentes ao redor da protoestrela. 

Pesquisas anteriores da protoestrela identificaram moléculas orgânicas complexas na fase gasosa, o MIRI oferece uma imagem muito mais detalhada, pois pode detectar moléculas orgânicas no gelo, onde se pensa que elas se formam. Os resultados confirmam a presença de gelo de água, dióxido de carbono e silicatos, encontrados na poeira, junto com moléculas como amônia, metano, metanol, formaldeído e ácido fórmico. Há também notas de etanol e acetaldeído. 

As protoestrelas geralmente produzem fluxos e jatos, e esta protoestrela não é exceção. O MIRI produziu imagens que revelam a estrutura de uma das saídas da estrela, mostrando pelo menos quatro estruturas semelhantes a conchas. O escoamento contém uma mistura de elementos, incluindo hidrogênio, ferro, níquel, néon, argônio e enxofre. 

Alguns estão concentrados em um jato relativamente quente que se move a cerca de 200 quilômetros por segundo. Essas ejeções estão sendo observadas quando talvez tenham apenas 170 anos de idade – um mero piscar de olhos em termos de desenvolvimento estelar.

Todos esses resultados são um bom presságio para o futuro. “Vamos começar a entender como surge a química orgânica”, diz Yang. “E também descobriremos os impactos duradouros em sistemas planetários semelhantes ao nosso Sistema Solar.” 

Fonte: riken.jp